JP5280220B2

JP5280220B2 - 作業車両の制御装置

Info

Publication number: JP5280220B2
Application number: JP2009011016A
Authority: JP
Inventors: 武二田中; 重治木村
Original assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Priority date: 2009-01-21
Filing date: 2009-01-21
Publication date: 2013-09-04
Anticipated expiration: 2029-01-21
Also published as: JP2010169155A

Description

本発明は、トラクタなどの作業車両の制御装置に関する。

油圧クラッチの入り切りにより走行変速を行う作業車両が知られている。この種の作業車両は、電磁弁による油圧クラッチの入り切りに基づいて走行変速制御を行う制御装置（コントローラ及び電磁弁を含む）を備えており、通常、油圧クラッチは、制御装置による走行変速制御に基づいて選択的に入りとなり、走行変速制御の停止に伴って切りとなるように構成されている。

しかしながら、上記のように構成される走行車両では、走行中に不測にキースイッチが切られた場合、制御装置に対する電源供給が断たれて全ての油圧クラッチが切りとなり、それに伴ってエンジンと車軸との間の動力伝動が途切れるため、エンジンブレーキを作用させることができず、機体が慣性で走行するという問題がある。

そこで、特許文献１に示される技術を利用して上記の問題を解決することが考えられる。つまり、特許文献１に示される走行車両は、電気系統がショートした場合でも車両の移動を可能にするために、特定の油圧クラッチの電磁弁を逆特性弁としているが、このように構成された走行車両では、走行中に不測にキースイッチが切られた場合、制御装置に対する電源供給が断たれても、特定の油圧クラッチが入りとなるので、エンジンブレーキを作用させ、慣性による機体走行を阻止することが可能になる。

特許第３５３７８４８号公報

しかしながら、特定の油圧クラッチの電磁弁を逆特性弁とする解決方法では、走行中にキースイッチが切られた場合、特定の変速段への切り換えが昇圧制御を伴わずに行われる結果、オペレータが意図しない増速或いは減速の変速ショックが発生するという問題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、電磁弁により油圧クラッチを入り切りして走行変速制御を行う作業車両の制御装置であって、前記油圧クラッチは、制御装置による走行変速制御に基づいて選択的に入りとなり、走行変速制御の停止に伴って切りとなるように構成され、制御装置は、キースイッチを介在するキー電源と、キースイッチを介さない常時電源によって動作するように構成されると共に、キースイッチが切られてエンジンに対する燃料供給が断たれた際には、エンジンが回転を略停止するか又は車体が略停止するまで、或いは車体が略停止すると予測されるまで、常時電源を用いて前記電磁弁に作動信号を継続して出し続け、その後、自ら常時電源からの電圧供給を断って作動を停止するように構成されることを特徴とする作業車両の制御装置である。

請求項１の発明とすることにより、走行中に不測にキースイッチが切られた場合であっても、制御装置は、キースイッチが切られてエンジンに対する燃料供給が断たれた際には、エンジンが回転を略停止するか又は車体が略停止するまで、或いは車体が略停止すると予測されるまで、走行変速制御を継続して行うので、エンジンと車軸との間の動力伝動が途切れることなく、エンジンブレーキを作用させて、車体を速やかに停止させることができる。しかも、制御装置は、エンジンが回転を略停止するか又は車体が略停止すると、走行変速制御を停止するように構成されているので、キースイッチが切られた後、いつまでも電磁弁に作動電流が流れ続けることがなく、バッテリの放電を防止することができる。しかも、制御装置も、自ら常時電源からの電圧供給を断って作動を停止するので、いずまでもコントローラが作動し続けることを防止し、バッテリの放電を抑制することができる。

トラクタの側面図である。トランスミッションケースの全体断面図である。トラクタの油圧構成を示す油圧回路図である。操作部の平面図である。メータパネルの正面図である。制御装置の入出力を示すブロック図である。副変速装置が高速側に切り換えられた状態におけるシフトアップ制御の制御例を示すタイミングチャートである。副変速装置が高速側に切り換えられた状態におけるシフトアップ制御の制御例を示すフローチャートである。電源処理のフローチャートである。電源処理の作用を示すタイミングチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１において、Ｔは農用のトラクタ（作業車両）であって、該トラクタＴには、トランスミッションケース１が搭載されている。図２に示すように、トランスミッションケース１は、主クラッチ機構２を介してエンジンＥの動力を入力すると共に、入力した動力を走行動力伝動経路３とＰＴＯ動力伝動経路４とに分岐させる。

走行動力伝動経路３には、摩擦多板式の油圧クラッチＣ１〜Ｃ４を用いて構成され、４段の変速を行う第一主変速装置５と、摩擦多板式の油圧クラッチＣＦ、ＣＲを用いて構成され、走行動力の正逆転変速を行う前後進切換装置６と、常時噛合式の歯車変速装置を用いて構成され、３段の変速を行う副変速装置７と、摩擦多板式の油圧クラッチＣＬ、ＣＨを用いて構成され、高低２段の変速を行う第二主変速装置８とが設けられている。

上記の構成によれば、前後進切換装置６による変速によって前進と後進の切り換えができると共に、第一主変速装置５と第二主変速装置８による変速の組み合せによって８段の走行変速が可能であり、さらに、副変速装置７による変速を組み合せることによって２４段の走行変速が可能になる。

第一主変速装置５、副変速装置７及び第二主変速装置８で変速された走行動力は、前車軸及び後車軸に伝動される。前車軸への動力伝動経路には、前車軸に伝達する動力を高低に変速又は切断する倍速伝動装置９が設けられており、該倍速伝動装置９による動力の変速又は切断によって、旋回時における前輪倍速駆動や４駆、２駆の切換えが行われるようになっている。

ＰＴＯ動力伝動経路４には、摩擦多板式の油圧クラッチを用いて構成されるＰＴＯクラッチ１０と、常時噛合式の歯車変速装置を用いて構成されるＰＴＯ変速装置１１とが設けられており、走行状態に影響されない独立したＰＴＯ動力伝動系、すなわち、インディペンデントＰＴＯ仕様のＰＴＯ動力伝動経路４を構成している。

本実施形態のトラクタＴには、図３に示すような油圧回路が構成されている。この油圧回路は、２つの油圧ポンプＰ１、Ｐ２を備え、一方の油圧ポンプＰ１から供給される油圧で、倍速伝動装置９、リフトシリンダ１２及びリフトロッドシリンダ１３を動作させ、他方の油圧ポンプＰ２から供給される油圧で、ステアリングユニット１４、第一主変速装置５、前後進切換装置６、第二主変速装置８、ＰＴＯクラッチ１０及び自動ブレーキ旋回装置１５を動作させるように構成されている。

本実施形態では、第一主変速装置５の各油圧クラッチＣ１〜Ｃ４を、それぞれ電磁比例弁１６ａ〜１６ｄの昇圧制御にもとづいて択一的に作動制御し、第二主変速装置８の各油圧クラッチＣＬ、ＣＨを、電磁方向切換弁１７の切換え制御にもとづいて作動制御する。このようにすると、第一主変速装置５及び第二主変速装置８の各油圧クラッチＣ１〜Ｃ４、ＣＬ、ＣＨをすべて電磁比例弁で制御するものに比べ、走行変速装置を安価に構成することができる。また、変速の度に第二主変速装置８の油圧クラッチＣＬ、ＣＨを断続する必要がないので、第二主変速装置８に設けられる油圧クラッチＣＬ、ＣＨの耐久性を向上させるためのコストアップが回避される。尚、第二主変速装置８の油圧クラッチＣＬ、ＣＨを作動させる油路には、油圧クラッチＣＬ、ＣＨの接続状態を検出すための圧力スイッチ１８が設けられ、また、油圧回路の適所には、作動油の温度を検出するための油温センサ１９が設けられている。

図１及び図４に示すように、トラクタＴの機体上には、オペレータが乗車する操作部２０が構成されている。操作部２０には、オペレータが着座する運転席２１が設けられると共に、走行操作や作業機Ｗの操作を行うための各種操作具が設けられている。例えば、運転席２１の前方には、機体を操向するためのステアリングハンドルＨや、前後進切換装置６を切り換えるための前後進切換レバー２２が設けられ、運転席２１の左側方には、副変速装置７を切り換えるための副変速レバー２３が設けられている。また、副変速レバー２３のグリップ部２３ａには、第一主変速装置５及び第二主変速装置８を変速操作するための変速スイッチ（増速スイッチ２４、減速スイッチ２５）が設けられると共に、副変速レバー２３を高速側に切り換える際に選択的に操作される高速スタートスイッチ２６が設けられている。

図５に示すように、運転席２１の前方には、メータパネル２７が設けられている。メータパネル２７内には、タコメータや各種のモニタランプが設けられるだけでなく、各種の状態表示や設定表示を行う表示部２８が設けられている。本実施形態の表示部２８は、液晶パネルで構成されると共に、表示部２８の下方位置に設けられる複数の操作スイッチＳＷ１〜ＳＷ６で画面の切り換え操作や、各種の設定操作が行われるようになっている。

図６に示すように、トラクタＴには、コントローラや電磁弁を含む制御装置２９が設けられている。本実施形態の制御装置２９は、コントローラとして４つのマイコン２９ａ〜２９ｄを用いて構成されており、その入力側には、前述した圧力スイッチ１８、油温センサ１９、増速スイッチ２４、減速スイッチ２５、高速スタートスイッチ２６、操作スイッチＳＷ１〜ＳＷ６に加え、副変速レバー２３の操作位置（高速、中速、低速、ニュートラル）を検出する４つの副変速スイッチ３０〜３３と、前後進切換レバー２２の操作位置（前進、後進、ニュートラル）を検出する３つの前後進スイッチ３４〜３６と、車速を検出する車速センサ３７と、エンジン回転を検出するエンジン回転センサ３８とが接続されている。また、制御装置２９の出力側には、前述した電磁比例弁１６ａ〜１６ｄ、電磁方向切換弁１７、燃料カットソレノイド３９、表示部２８などが接続されている。

制御装置２９は、オペレータの変速操作に応じて、主に電磁比例弁１６ａ〜１６ｄ及び電磁方向切換弁１７を制御し、各種の変速パターンを現出させる走行変速制御を行う。具体的には、増速スイッチ２４の操作に応じて第一主変速装置５及び第二主変速装置８を変速させるシフトアップ制御、減速スイッチ２５の操作に応じて第一主変速装置５及び第二主変速装置８を変速させるシフトダウン制御、副変速レバー２３の操作に応じて第一主変速装置５及び第二主変速装置８を変速させる副変速操作連動制御、エンジン始動時における第一主変速装置５及び第二主変速装置８の初期変速段を設定する初期変速段設定制御、前後進切換レバー２２の操作に応じて第一主変速装置５及び第二主変速装置８を入り切りさせる前後進操作連動制御などが行われるようになっている。例えば、副変速装置７が高速側に切り換えられた状態で増速スイッチ２４が操作された場合には、図７及び図８に示すような手順でシフトアップ制御が行われる。

走行変速制御の制御対象である油圧クラッチＣ１〜Ｃ４、ＣＬ、ＣＨは、制御装置２９による走行変速制御に基づいて選択的に入りとなり、走行変速制御の停止に伴って切りとなるように構成されている。このようなトラクタＴでは、走行中に不測にキースイッチ４０が切られた場合、制御装置２９に対する電源供給が断たれて全ての油圧クラッチＣ１〜Ｃ４、ＣＬ、ＣＨが切りとなり、それに伴ってエンジンＥと車軸との間の動力伝動が途切れるため、エンジンブレーキを作用させることができず、機体が慣性で走行するという問題がある。

そこで、本発明の実施形態に係る制御装置２９は、キースイッチ４０が切られてエンジンＥに対する燃料供給が断たれた際には、エンジンＥが回転を略停止するか又は車体が略停止するまで、或いは車体が略停止すると予測されるまで、走行変速制御を継続して行い、その後、走行変速制御を停止するように構成される。このようにすると、走行中に不測にキースイッチ４０が切られた場合であっても、制御装置２９が、車体が略停止するまで走行変速制御を継続するので、エンジンＥと車軸との間の動力伝動が途切れることなく、エンジンブレーキを作用させて、車体を速やかに停止させることができる。しかも、制御装置２９は、車体が略停止すると、走行変速制御を停止するので、キースイッチ４０が切られた後、いつまでも電磁弁１６、１７に作動電流が流れ続けることがなく、バッテリの放電を防止することができる。

また、本実施形態の制御装置２９は、キースイッチ４０を介在するキー電源４１と、キースイッチ４０を介さない常時電源４２によって動作するように構成されると共に、キースイッチ４０が切られてエンジンＥに対する燃料供給が断たれた際には、エンジンＥが回転を略停止するか又は車体が略停止するまで、或いは車体が略停止すると予測されるまで、常時電源４１を用いて電磁弁１６、１７に作動信号を継続して出し続け、その後、自ら常時電源４２からの電圧供給を断って作動を停止する。このようにすると、制御装置２９も、自ら常時電源４２からの電圧供給を断って作動を停止するので、いずまでもマイコン２９ａ、２９ｂが作動し続けることを防止し、バッテリの放電を抑制することができる。

本実施形態では、リレー４３を介してマイコン２９ａ、２９ｂに常時電源４２の供給を行っている。各マイコン２９ａ、２９ｂは、キースイッチ４０の入りに応じてキー電源４１で起動すると、リレー４３を入りにして常時電源４２からの電源供給も受け入れ、そして、キースイッチ４０が切られた際には、常時電源４２のみで作動を継続し、車体が略停止したタイミングでリレー４３を切ることにより、自らの作動を停止させるようになっている。

次に、制御装置２９が実行する電源処理の手順及び作用について、図９及び図１０を参照して説明する。

図９に示すように、電源処理では、まず、キースイッチ４０の切り（ＯＦＦ）を判断し（Ｓ１）、該判断結果がＮＯである場合は、現在の車速が５ｋｍ／ｈ以下であるか否かを判断する（Ｓ２）。そして、車速が５ｋｍ／ｈ以下である場合は、タイマに１秒をセットし（Ｓ３）、車速が５ｋｍ／ｈを超える場合は、タイマに５秒をセットしておく（Ｓ４）。

一方、キースイッチ４０が切られたと判断した場合は、キースイッチ信号の立下がり（ＯＮ→ＯＦＦ）に基づいて、切り操作の直後であるか否かを判断し（Ｓ５）、この判断結果がＹＥＳの場合は、タイマをスタートさせる（Ｓ６）。タイマのスタート後は、タイマのタイムアップを判断し（Ｓ７）、この判断結果がＹＥＳになった段階で、自ら常時電源４２を断って作動を停止するが（Ｓ８）、タイマがタイムアップとなるまでの間は、車速又はエンジン回転に基づいて、走行状態を判断し（Ｓ９）、車体が略停止するまでタイマを逐次更新するようになっている（Ｓ１０〜Ｓ１４）。例えば、車体が減速しているか否かを判断し、この判断結果がＹＥＳの場合は、走行中であると判断してタイマの更新を行い、判断結果がＮＯの場合は、車体が略停止したと判断してタイマの更新は行わないようにする。尚、ステップＳ９においては、車体の増速を想定していないが、車体の増速及び減速を含めて走行中であるか否かを判断するようにしてもよい。

タイマを更新する際には、まず、車速の基準データ（現在の車速）を更新した後（Ｓ１０）、現在の車速が５ｋｍ／ｈ以下であるか否かを判断する（Ｓ１１）。そして、車速が５ｋｍ／ｈ以下である場合は、タイマに１秒をセットし（Ｓ１２）、車速が５ｋｍ／ｈを超える場合は、タイマに５秒をセットした後（Ｓ１３）、タイマをリスタートさせる（Ｓ１４）。これにより、キースイッチ４０が切られてエンジンＥに対する燃料供給が断たれた際、エンジンＥが回転を略停止するか又は車体が略停止するまで、或いは車体が略停止すると予測されるまで、常時電源４２で走行変速制御を継続することができると共に、車体が略停止したタイミングで、制御装置２９が自ら常時電源４２を断つことにより、走行変速制御を停止することができる。

叙述の如く構成された本実施形態によれば、電磁弁１６、１７により油圧クラッチＣ１〜Ｃ４、ＣＬ、ＣＨを入り切りして走行変速制御を行うトラクタの制御装置２９であって、油圧クラッチＣ１〜Ｃ４、ＣＬ、ＣＨは、制御装置２９による走行変速制御に基づいて選択的に入りとなり、走行変速制御の停止に伴って切りとなるように構成され、制御装置２９は、キースイッチ４０が切られてエンジンＥに対する燃料供給が断たれた際には、エンジンＥが回転を略停止するか又は車体が略停止するまで、或いは車体が略停止すると予測されるまで、走行変速制御を継続して行い、その後、走行変速制御を停止するように構成されるので、走行中に不測にキースイッチが切られた場合であっても、車体が略停止するまでのあいだは、エンジンＥと車軸との間の動力伝動が途切れることなく、エンジンブレーキを作用させて、車体を速やかに停止させることができる。しかも、制御装置２９は、エンジンＥが回転を略停止するか又は車体が略停止すると、走行変速制御を停止するように構成されているので、キースイッチ４０が切られた後、いつまでも電磁弁１６、１７に作動電流が流れ続けることがなく、バッテリの放電を防止することができる。

また、制御装置２９は、キースイッチ４０を介在するキー電源４１と、キースイッチ４０を介さない常時電源４２によって動作するように構成されると共に、キースイッチ４０が切られてエンジンＥに対する燃料供給が断たれた際には、エンジンＥが回転を略停止するか又は車体が略停止するまで、或いは車体が略停止すると予測されるまで、常時電源４２を用いて電磁弁１６、１７に作動信号を継続して出し続け、その後、自ら常時電源４２からの電圧供給を断って作動を停止するので、いつまでもマイコン２９ａ、２９ｂが作動し続けることを防止し、バッテリの放電を抑制することができる。

Ｔトラクタ
Ｃ１〜Ｃ４、ＣＬ、ＣＨ油圧クラッチ
１トランスミッション
１６電磁比例制御弁
１７電磁方向切換弁
２９制御装置
２９ａ〜２９ｄマイコン
４０キースイッチ
４１キー電源
４２常時電源

Claims

電磁弁により油圧クラッチを入り切りして走行変速制御を行う作業車両の制御装置であって、
前記油圧クラッチは、
制御装置による走行変速制御に基づいて選択的に入りとなり、走行変速制御の停止に伴って切りとなるように構成され、
制御装置は、
キースイッチを介在するキー電源と、キースイッチを介さない常時電源によって動作するように構成されると共に、キースイッチが切られてエンジンに対する燃料供給が断たれた際には、エンジンが回転を略停止するか又は車体が略停止するまで、或いは車体が略停止すると予測されるまで、常時電源を用いて前記電磁弁に作動信号を継続して出し続け、その後、自ら常時電源からの電圧供給を断って作動を停止するように構成されることを特徴とする作業車両の制御装置。